รายวิชาการวิจัยทางการศึกษาและการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์

รายวิชา พัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ รหัสวิชา 1024104
มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี

คำอธิบายรายวิชา ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์แบบต่างๆรูปแบบการสอนเพื่อพัฒนาสติปัญญาและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ รูปแบบการสอนที่เหมาะสมกับการสอนชีววิทยา เคมี และฟิสิกส์เพื่อพัฒนาบุคคลการเลือกรูปแบบการสอนให้เหมาะสมกับนักเรียนและชั้นเรียน การทดลองสอนตามรูปแบบการสอนที่พัฒนาขึ้น

จุดประสงค์การเรียนรู้

1.เพื่อให้รู้และเข้าใจเกี่ยวกับรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์ในรูปแบบต่างๆ

2.เพื่อพัฒนารูปแบบการสอนให้นักเรียนเกิดการพัฒนาสติปัญญาและทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์

3.เพื่อให้บุคลากรนั้นพัฒนารูปแบบการสอนให้เหมาะสมกับรายวิชาและเหมาะสมกับนักเรียนและชั้นเรียนที่จะสอน

4.เพื่อให้บุคคลากรมีการพัฒนารูปแบบการสอนให้พัฒนาขึ้น

1 .ศึกษาข้อมูลพื้นฐาน

1. รูปแบบ DRU Model

ขั้นแรก D : (Diagnosis of Needs)การวิเคราะห์ความต้องการเรียนรู้

1) ใช้คำถามกระตุ้นความคิดในการกำหนดจุดมุ่งหมายการเรียนรู้ (specifying learning goals) เพื่อให้ผู้เรียนระบุว่าหน่วยการเรียนรู้หรือบทเรียนนั้น ๆ มีความรู้และทักษะอะไร ผู้เรียนจะต้องจุดมุ่งหมายการเรียนรู้จะถูกระบุว่า ผู้เรียนจะต้องเรียนรู้อะไร และหรือสามารถทำอะไรได้
2) ใช้คำถามเพื่อให้ผู้เรียนคิดระดับพัฒนาการในการเรียนรู้ เป็นการออกแบบการเรียนรู้โดยอาศัยแนวคิดการกำหนดเกณฑ์คุณภาพเป็นค่าระดับตามโครงสร้างการสังเกตผลการเรียนรู้ (structure of observed learning out-come : SOLO Taxonomy) การวางกรอบการประเมินการเรียนรู้ จะช่วยให้มั่นใจว่าการจัดการเรียนการสอนหรือเรียนรู้ตรงตามจุดมุ่งหมายในการเรียนรู้ อันส่งผลให้ประสบความสำเร็จในการเรียนรู้

3) ผู้เรียนออกแบบการเรียนรู้หรือเลือกกลยุทธ์การเรียนรู้ของตนเอง ที่คาดว่าจะช่วยให้ผู้เรียนประสบความสำเร็จในการเรียนรู้ โดยคำนึงถึงความมีประสิทธิผลและมีประสิทธิภาพ เช่นในกรณีที่จุดมุ่งหมายการเรียนรู้เป็นความรู้ความเข้าใจ(ตามแนวคิดบลูมส์) กิจกรรมการเรียนรู้ก็อาจใช้สิ่งแวดล้อมการเรียนรู้ที่เป็นการอ่าน(หนังสือ คู่มือ ) หรือการฟัง(การบรรยาย อธิบาย ) เป็นต้น ในกรณีที่จุดมุ่งหมายเป็นการพัฒนาความคิดขั้นสูง(วิเคราะห์ ประเมิน และสร้างสรรค์) กิจกรรมการเรียนรู้ก็อาจใช้สิ่งแวดล้อมการเรียนรู้เชิงสังคม(social constructivist) อาทิ การเรียนรู้แบบร่วมมือกัน(cooperative learning) กลยุทธ์การเรียนรู้แบบทำงานเป็นทีม สรุป ขั้นแรกของ DRU Model ผลผลิตที่ได้จากขั้นตอน D : การวินิจฉัยความต้องการในการเรียนรู้ (Diagnosis of Needs) คือ การระบุเป้าหมายการเรียนรู้ (goal setting relative to learning task)
ขั้นที่สอง R : (Research into identifying effective learinig environments) วิจัยในกระบวนการเรียนรู้

เป็นขั้นการวิจัยเพื่อกำหนดสิ่งแวดล้อมการเรียนรู้ (learning environment) คือการจัดการเรียนรู้และการจัดการชั้นเรียน เพื่อให้ผู้เรียนบรรลุจุดมุ่งหมายในวิชาที่เรียน คือ ผลการเรียนรู้ สมรรถนะ และคุณลักษณะที่พึงประสงค์ โดยสิ่งแวดล้อมการเรียนรู้จะช่วยส่งเสริมการเรียนรู้ที่เหมาะสมกับความต้องการของแต่ละบุคคล การเรียนรู้นี้เกิดขึ้นได้ตลอดเวลาและที่ใดก็ได้ เมื่อความต้องการของผู้เรียนเกิดขึ้นในความสัมพันธ์แบบ “ให้ทันเวลา(just in time)” มากกว่า “เป็นการเรียนแบบเผื่อไว้(just in case)” และการเรียนรู้ดังกล่าวเป็นแบบ “สิ่งที่ฉันต้องการ (just what I needs)” ดังนั้น โอกาสที่จะได้รับความรู้และทักษะในการเรียนรู้ผ่านกลยุทธการเรียนรู้ที่เป็นส่วนบุคคล และปรับให้เข้ากับรูปแบบการเรียนรู้ของผู้เรียน

ขั้นสาม U :Uinversal Design for learning ตรวจสอบทบทวนการเรียนรู้

เป็นขั้นที่ให้นักศึกษาประเมิน ตรวจสอบทบทวนตนเองและยืนยันความถูกต้อง และมีการกำกับติดตามนั้นมีความถูกต้องเม่นยำ คือผลประเมินการเรียนรู้ตามแนวคิดของ SOLO Taxonomy ซึ่งเป็นการระบุแนวทางกาประเมินการเรียนรู้ ตามระดับคุณภาพการเรียนรู้

2. รูปแบบ Big 3P

บิกส์ (Biggs, 1987 cited in Biggs & Moore, 1993) ได้กล่าวถึงวิธีการเรียนรู้(Approachs to Leaning) ของนักเรียนไว้ 2 วิธีคือ แบบผิวเผิน (Surface) และแบบลึก (Deep) นักเรียนที่ใช้วิธีการเรียนรู้แบบผิวเผินจะ ตอบข้อสอบแบบวิเคราะห์ไม่ได้ทำให้ได้คะแนนจากการสอบต่ำ แต่จะตอบข้อสอบที่ใช้การระลึกถึงขอเท็จจริง ซึ่งไม่ต้อองการรายละเอียดได้ดีส่วนนักเรียนที่ใช้วิธีการเรียนรู้แบบลึกจะตอบข้อสอบแบบวิเคราะห์ได้ดี ทำให้ได้คะแนนจากการสอบสูง และยังสามารถเรียนรู้ความคิดรวบยอดและหลักการที่มีโครงสร้างซับซ้อนได้ รวมทั้งแปลความในรายละเอียดได้ดี

บิกส์ (Biggs, 1987) ซาลโฮ (Saljo, 1979) มาร์ตัน ดอลอัลบา และ บีตตี้ (Marton, Dall’Alba & Beaty, 1993) มาร์ตัน และ ซาลโฮ (Marton & Saljo, 1976 cited in Sachs & Chan, 2003) ได้กำหนดความคิดรวบยอดของการเรียนรู้ (Conceptions of Learning) ของนักเรียนไว้ 2 รูปแบบ คือ เชิงปริมาณ (Quantitative) ซึ่งหมายถึง การเรียนรู้ในสิ่งที่ต้องรวบรวมเนื้อหาในการเรียน ถ้าเรียนรู้ได้มากก็ช่วยให้นักเรียนเป็นคนที่มีความสามารถมากขึ้นไปด้วย และเชิงคุณภาพ (Qualitative) ซึ่งหมายถึง การเรียนรู้เกี่ยวกับความเข้าใจและ ความหมายที่สัมพันธ์หรือเชื่อมโยงกับสื่อและความรู้ที่มีอยู่เดิม

3. รูปแบบ SU Model

พื้นฐานแนวคิด SU Model มาจากการพัฒนาสามเหลี่ยมมุมบน มุ่งเน้นให้การศึกษา 3 ส่วน คือ จริยศึกษา เป็นการอบรมศีลธรรมอันดีงาม พุทธิศึกษา ให้ปัญญาความรู้ และพลศึกษา เป็นการฝึกหัดให้มีร่างกายสมบูรณ์ เมื่อนำมาใช้จะได้ว่า เป้าหมายหมายของสูตรจะมุ่งเน้นให้เกิด ความรู้ (knowledge) พัฒนาผู้เรียน (leader) และสังคม (society) มุ่งพัฒนาให้ผู้เรียนเป็นคนที่ “เก่ง ดี มีสุข” การพัฒนาหลักสูตรจะประกอบไปด้วย 3 ด้าน คือ ด้านปรัชญาการศึกษา ด้านจิตวิทยา และด้านสังคม มีการพัฒนาหลักสูตรจากรูปสามเหลี่ยมไปสู่การวางแผนหลักสูตร การออกแบบหลักสูตร การนำหลักสูตรไปใช้ และการประเมินหลักสูตร ดังภาพ SU Model มีขั้นตอนดังนี้

1. เริ่มจากวงกลม หมายถึง จักรวาลแห่งการเรียนรู้ รูปสามเหลี่ยมด้านเท่าหมายถึง กระบวนการพัฒนาหลักสูตร

2. ระบุพื้นฐานในการพัฒนาหลักสูตรในพื้นที่วงกลมซึ่งมีพื้นฐานหลากหลายที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาหลักสูตร ระบุพื้นฐาน 3 ด้าน (ปรัชญาจิตวิทยาสังคม) ลงในช่องว่างนอกรูปโดยกำหนดให้ด้านสามเหลี่ยมระหว่างความรู้กับผู้เรียนมีพื้นฐานสำคัญคือ พื้นฐานด้านปรัชญา ด้านสามเหลี่ยมระหว่างผู้เรียนกับสังคมมีพื้นฐานผู้เรียนกับสังคมมีพื้นฐานสำคัญคือ พื้นฐานด้านจิตวิทยา และด้านสามเหลี่ยมระหว่างสังคมกับความรู้มีพื้นฐานสำคัญคือ พื้นฐานด้านสังคม

3. พื้นฐานด้านปรัชญาได้แนวคิดว่าการพัฒนาหลักสูตรที่มีจุหมายของหลักสูตรที่มุ่งเน้นความรู้มาจากพื้นฐานสามรัตถนิยมกับปรัชญานิรันตรนิยม การพัฒนาหลักสูตรที่มีจุดมุ่งหมายของหลักสูตรที่มุ่งเน้นผู้เรียนมาจากพื้นฐานปรัชญาอัตถิภาวะนิวม และการพัฒนาหลักสูตรที่มีจุดหมายของหลักสูตรที่มุ่งเน้นสังคม มาจากพื้นฐานปรัชญาปฏิรูปนิยม

4. กำหนดจุดกึ่งกลางของด้านสามเหลี่ยมทั้งสามด้าน เพื่อแทนความหมายว่าในการพัฒนาหลักสูตรต้องใช้ข้อมูลพื้นฐานด้านปรัชญา จิตวิทยา และสังคม

5. พิจารณากระบวนการพัฒนาหลักสูตร นำแนวคิดกระบวนการพัฒนาหลักสูตรมากำหนดชื่อสามเหลี่ยมเล็กๆทั้งสี่รูป ได้แก่ การวางแผนหลักสูตร การออกแบบหลักสูตร การจัดหลักสูตร และการประเมินหลักสูตร

หลักสูตรที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญมีพื้นฐานที่สำคัญจากปรัชญาพิพัฒนาการที่มีความเชื่อว่าสาระสำคัญและความเป็นจริงของสิ่งทั้งหลายนั้นไม่ได้หยุดนิ่ง ฉะนั้นวิธีการทางการศึกษาจึงต้องพยายามปรับปรุงให้สอดคล้องกับกาลเวลาและสภาพแวดล้อมอยู่เสมอ

การจัดการเรียนการสอนตามแนวคิด SU Model

จากกระบวนการพัฒนาหลักสูตรจะประกอบด้วยขั้นตอนในการจัดทำหลักสูตรประกอบด้วย 4 ขั้นตอน คือ

1) การวางแผนหลักสูตร : หลักสูตรอิงมาตรฐาน (ความรู้ การปฏิบัติ และคุณลักษณะ)

2) การออกแบบหลักสูตร : หลักสูตรที่เน้นผู้เรียนเป็นสำคัญ

3)การจัดหลักสูตร : เพื่อการนำหลักสูตรไปปฏิบัติ(การจัดการเรียนรู้และการจัดการชั้นเรียน) : การจัดหลักสูตรจะคำนึงถึงมาตรฐานและตัวชี้วัด TQF

4) การประเมินการเรียนรู้ : การประเมินหลักสูตรคุณภาพหลักสูตร ข้อมูลสำคัญ ส่วนหนึ่งได้มาจากการประเมินการเรียนรู้ของผู้เรียนในการจัดกิจกรรมการเรียนการสอน การนำแนวคิด SU Model มาปรับใช้ในการจัดการเรียนการสอน ดังนี้

ใช้คำถามสร้างความคิดเกี่ยวกับ การทำความกระจ่างในความรู้ – ความรู้และทักษะอะไร ที่เป็น

ความจำเป็นที่ผู้เรียนได้รับหลังจากเรียนรู้ การวางแผนการเรียนรู้ด้วยการกำหนดจุดมุ่งหมายการเรียนรู้ (Learning Goal) และออกแบบการเรียนรู้

แนวคิดการสร้างความรู้และการวางแนวทางเพื่อการเรียนรู้

1. ผู้เรียนสร้างความเข้าใจด้วยตนเองผ่านกิจกรรมการเรียนรู้ โดยที่มีกิจกรรมการเรียนรู้ที่เข้าใจ ง่ายจะช่วยกระตุ้นการเรียนรู้ได้ดียิ่ง

2. ในการเรียนรู้ผู้เรียนต้องเป็นผู้ปฏิบัติด้วยตนเองเสมอ ความสำคัญในการเรียนรู้อยู่ที่ผู้เรียนได้ เรียนรู้อะไรมากกว่าที่จะระบุว่าผู้สอนสอนอะไรหรือทำอะไร

3. การวางแนวทางเพื่อการเรียนรู้หมายถึงการกระทำใด ๆ ของผู้สอนที่ช่วยส่งเสริมสนับสนุน กิจกรรมการเรียนรู้ของผู้เรียนให้บรรลุวัตถุประสงค์การเรียนรู้

4. วิธีการสอนและการประเมินการเรียนรู้จะเป็นการวางแนวทางในการออกแบบการจัด กิจกรรมการเรียนรู้ เพื่อช่วยให้บรรลุวัตถุประสงค์การเรียนรู้

5. การวางแนวทางการประเมินด้วยการระบุระดับคุณภาพการเรียนรู้เป็นวิถีทางที่จะนำผู้เรียน ให้ประสบความสำเร็จในการเรียนรู้จากการวัดผลการเรียนรู้ของตนเอง คำถามในขั้นตอน การเลือกรับและการทำความเข้าใจสารสนเทศใหม่ ดังตัวอย่าง ผู้เรียนจะกระทำอะไรหรือปฏิบัติอะไรที่แสดงว่าผู้เรียนบรรลุจุดมุ่งหมายในการเรียนรู้ ผู้เรียนจะมีปฏิสัมพันธ์(วิเคราะห์ สังเคราะห์ และประเมิน) กับแหล่งเรียนรู้ที่เป็นบทเรียนอย่างไร ผู้เรียนจะได้รับหรือมีส่วนร่วมในการเรียนรู้จากแหล่งเรียนรู้นั้น ๆ อย่างไร

1.2 รูปแบบการสอนพัฒนาสติปัญญา
          สติปัญญาของมนุษย์เป็นความสามารถด้านการคิดในลักษณะต่าง ๆ สติปัญญาของมนุษย์ทำให้มนุษย์แตกต่างจากสัตว์อื่น ในการจำแนกสัตว์ออกเป็น สปีชีส์ต่าง ๆ นั้น ลักษณะสำคัญทำให้มนุษย์ต่างจากสัตว์ สปีชีส์อื่น ๆ คือ มนุษย์มี สัดส่วนของน้ำหนักสมองต่อน้ำหนักตัวสูงกว่าสัตว์สปีชีส์อื่น ๆ นอกจากนี้มนุษย์ยังมีความสัมพันธ์กับความสามารถในการสร้างสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมาใช้เองได้ กระบวนการทางสมองที่สัมพันธ์กับความสามารถในการสร้างสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมาใช้เองได้ คือ การคิด จึงอาจกล่าวได้ว่า การพัฒนาสติปัญญาของคน คือ การพัฒนาความสามารถในการคิดนั่นเอง จากทฤษฎีเกี่ยวกับสติปัญญา สติปัญญาที่นักการศึกษาต่างๆ เสนอไว้เป็นที่ยอมรับว่าในสภาพปกติคนเราพัฒนาสติปัญญาได้โดยสามารถคิดในลักษณะต่าง ๆ ความสามารถในการคิดของคนเราสามารถพัฒนาขึ้นได้อย่างเป็นลำดับการพัฒนา สติปัญญา หรือ พัฒนาความสามารถในการคิด นอกจากเกิดจากการที่คนมีสมองแล้วยังเกิดจากการที่คนมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมและเหตุการณ์ต่าง ๆ ด้วย
           การสอนเป็นการจัดการสถานการณ์หรือจัดกิจกรรมเพื่อให้นักเรียนเกิดการเรียนรู้ตามที่มุ่งหวัง การสอนเพื่อพัฒนาสติปัญญาหรือพัฒนาความสามารถในการคิด จึงเป็นการจัดสถานการณ์หรือกิจกรรมเพื่อให้นักเรียนพัฒนาความสามารถในการคิดลักษณะต่าง ๆ ได้ แม้คนปกติทุกคนจะมีความสามารถในการคิดได้มาตั้งแต่เกิด แต่เด็กไม่ได้มี "ทักษะกระบวนการทางปัญญา" หรือ"ทักษะการคิด" มาตั้งแต่เกิดได้
          หลักการสอนที่มีประสิทธิภาพโดยยึดนักเรียนเป็นศูนย์กลาง
มีรูปแบบการสอนที่หลากหลายในการพัฒนาการสอนคิดให้กับผู้เรียน เช่น การสอนแบบโครงงาน การสอนโดยใช้รูปแบบ Synnectics Model การสอนโดยใช้รูปแบบ Inquiry การสอนโดยใช้รูปแบบวิทยาศาสตร์ ในการสอนคิดใคร่นำเสนอรูปแบบที่นิยมใช้กันแพร่หลายในปัจจุบัน ศาสตราจารย์ ดร. ทิศนา แขมมณี ได้นำเสนอในเอกสารวิชาการต่าง ๆ มากกมาย ซึ่งมีรูปแบบและขั้นตอน ดังต่อไปนี้
         การสอนตามรูปแบบCIPPA
C (Construction) คือ ครูจัดกิจกรรมที่ให้ผู้เรียนมีโอกาสสร้างความรู้ด้วยตนเอง
I (Interaction) คือ ให้นักเรียนทำกิจกรรมที่เปิดโอกาสให้นักเรียนได้มี ปฏิสัมพันธ์ทางสังคมกับบุคคลและแหล่งความรู้ที่หลากหลาย
P (Physical Participation) คือ จัดกิจกรรมที่ให้ผู้เรียนได้เคลื่อนไหวร่างกาย
P (Process Learning) คือ จัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนได้เรียนรู้กระบวนการต่างๆ เช่น กระบวนการคิด กระบวนการแก้ปัญหา กระบวนการทำงานให้สำเร็จ
A (Application) คือ การจัดกิจกรรมที่ให้นักเรียนได้นำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน
ขั้นตอนการสอนตาม CIPPA model
1.ขั้นการทบทวนความรู้เดิม เป็นการสนทนาซักถามถึงกิจกรรมที่เคยเรียนรู้ หรือพื้นความรู้ของนักเรียนในเรื่องที่จะดำเนินการสอน
2.ขั้นการแสวงหาความรู้ใหม่ หมายถึง ให้นักเรียนได้รู้จักแหล่งที่จะค้นหาความรู้ เช่น แหล่งเรียนรู้ในโรงเรียนไม่ว่าจะเป็นห้องสมุด สื่อเอกสาร มุมประสบการณ์ต่าง ๆ หรือแหล่งเรียนรู้ในท้องถิ่น เช่น ภูมิปัญญา สถานที่สำคัญในชุมชน เป็นต้น
3.ขั้นการศึกษาทำความเข้าใจข้อมูล/ความรู้ใหม่และเชื่อมโยงความรู้ใหม่กับความรู้เดิม เป็นกิจกรรมที่จัดให้ผู้เรียนได้นำความรู้ที่ได้จากการศึกษาค้นคว้ามาทำความเข้าใจแล้วใช้กระบวนการคิดในการประมวลข้อมูลที่รับเข้ามาใหม่กับข้อมูลเดิมทำให้เกิดองค์ความรู้ใหม่ หรือสิ่งใหม่
4.ขั้นการแลกเปลี่ยนความรู้ความเข้าใจกับกลุ่ม เป็นกิจกรรมที่ผู้เรียนเมื่อได้เรียนรู้แล้ว นำองค์ความรู้นั้นมาแลกเปลี่ยนเรียนรู้ เพื่อสะท้อนความคิดของตน
5.ขั้นการสรุปและการจัดระเบียบความรู้ เพื่อให้ผู้เรียนจดจำสิ่งที่เรียนได้ง่าย เป็นกิจกรรมสรุปร่วมกัน โดยสังเคราะห์สิ่งที่ได้เรียนรู้
6.ขั้นการแสดงผลงาน เป็นกิจกรรมเสนอสิ่งที่เรียนรู้ในรูปของการจัดกิจกรรม
7.ขั้นการประยุกต์ใช้ความรู้ นำความรู้ไปใช้ให้เกิดประโยชน์ หรือเพื่อแก้ปัญหาในสิ่งที่ต้องการคำตอบต่อไป

1.3 รูปแบบการสอนพัฒนาทักษะวิทยาศาสตร์

วิธีสอนวิทยาศาสตร์

ภพ เลาหไพบูลย์ (2542: 123) กล่าวว่าวิธีสอนหรือกิจกรรมในการจัดการเรียนการสอนวิทยาศาสตร์ที่นิยมใช้มีหลายวิธี แต่ไม่มีข้อมูลยืนยันว่ามีวิธีสอนหรือกิจกรรมใดที่ดีที่สุด เหมาะสมกับทุกสถานการณ์ ดังนั้นครูวิทยาศาสตร์จึงต้องใช้ดุลยพินิจในการเลือกใช้วิธีสอนที่เหมาะสมกับความสามารถของนักเรียน เนื้อหาวิชา ตลอดจนอุปกรณ์การสอนที่มีอยู่ วิธีสอนวิทยาศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับว่ามีความเหมาะสมกับธรรมชาติของวิชามีดังนี้

3.1 การสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ (Inquiry method) เป็นการสอนที่เน้นกระบวนการแสวงหาความรู้ที่จะช่วยให้นักเรียนได้ค้นพบความจริงต่าง ๆ ด้วยตนเอง ให้นักเรียนมีประสบการณ์ตรงในการเรียนรู้เนื้อหาวิชา ได้กล่าวถึงกระบวนการในการสืบเสาะหาความรู้ว่าแบ่งออกเป็น 5 ขั้นตอน ดังนี้

3.1.1 สร้างสถานการณ์หรือปัญหา

3.1.2 ตั้งสมมติฐาน

3.1.3 ออกแบบการทดลอง

3.1.4 ทดสอบสมมติฐานโดยการทดลอง

3.1.5 ได้ข้อสรุปหรือกฎเกณฑ์ต่าง ๆ

บทบาทหน้าที่ของครูในการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ คือเป็นผู้สร้างสถานการณ์ที่เปิดโอกาสให้นักเรียนได้มีส่วนร่วมในกิจกรรมต่าง ๆ ด้วยตัวนักเรียนเอง เป็นผู้จัดหาวัสดุ อุปกรณ์เพื่ออำนวยความสะดวกในการศึกษาค้นคว้า เป็นผู้ถามคำถามต่าง ๆ ที่จะช่วยนำทางให้นักเรียนค้นหาความรู้ต่าง ๆ

เทคนิคการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ว่ามี 3 แนวทาง คือ แนวทางการใช้เหตุผล แนวทางการใช้การค้นพบ และแนวทางการใช้การทดลองการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้โดยใช้แนวทางการใช้เหตุผล ครูต้องชี้นำนักเรียนให้สรุปเป็นหลักการทั่วไปได้โดยการใช้เหตุผล ซึ่งครูต้องใช้คำถามที่เหมาะสม และต้องเลือกแรงจูงใจที่เหมาะสมการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้โดยใช้แนวทางการใช้การค้นพบ มี 2 แนวทาง คือ

1) การสอนโดยใช้แนวทางการค้นพบที่ไม่แนะแนวทาง ครูเป็นผู้จัดหาวัสดุอุปกรณ์ให้นักเรียนแล้วให้นักเรียนได้จัดกระทำกับวัสดุอุปกรณ์ โดยไม่ต้องแนะแนวทางอะไรในการใช้วัสดุอุปกรณ์นักเรียนอาจสืบเสาะหาความรู้ในปัญหาที่ต่างกัน ครูทำหน้าที่เป็นที่ปรึกษาและเสนอแนะให้นักเรียนคิด

2) การสอนโดยใช้แนวทางการค้นพบที่แนะแนวทาง เป็นการสอนที่ครูแนะแนวทางการสืบเสาะหาความรู้ให้นักเรียน เพื่อให้นักเรียนค้นพบปัญหาที่คล้ายคลึงกัน มีประสบการณ์ที่เหมือนกันการสอนแบบสืบเสาะหาความรู้โดยใช้แนวทางการทดลอง เป็นการสอนโดยใช้การทดลองในการพิสูจน์ข้อความหรือสมมติฐานว่าเป็นจริง และหาแนวทางที่จะใช้ในการทดลองเพื่อทดสอบข้อความนั้นโดยมีขั้นตอนคือ เลือกและตั้งปัญหา ตั้งสมมติฐาน และวางแผนการทดสอบ

3.2 การสอนแบบค้นพบ (Discovery method)

การค้นพบ และการสืบเสาะหาความรู้ ว่านักการศึกษาจำนวนมากใช้คำสองคำนี้ในความหมายเดียวกัน คาริน และ ซันด์ ได้ให้ความหมายของการค้นพบว่า การค้นพบจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อบุคคลได้ใช้กระบวนการคิดอย่างมากกระบวนการที่ใช้ความรู้ความคิดในการค้นพบ เช่น การสังเกต การจำแนกประเภท การวัด การพยากรณ์การอธิบาย การลงความคิดเห็น เป็นต้น ในการสอนแบบค้นพบเป็นการสอนที่เน้นกระบวนการตอบสนองของนักเรียนต่อสถานการณ์ต่างๆ ด้วยตนเอง บทบาทของครูเป็นผู้ช่วยเหลือ และเป็นที่ปรึกษาของนักเรียน ทักษะและความชำนาญในการจัดกิจกรรมการสอนของครูเป็นสิ่งที่ช่วยให้การสอนแบบค้นพบประสบความสำเร็จ

3.3 การสอนแบบสาธิต (Demonstration)

การสาธิตว่าเป็นการจัดแสดงประสบการณ์การกระทำอย่างใดอย่างหนึ่งหน้าชั้น โดยครู นักเรียนคนใดคนหนึ่งหรือกลุ่มนักเรียนก็ได้ เป็นการทดลองซึ่งให้ผลการทดลองที่ไม่ทราบมาก่อนหรือเป็นการทดสอบเพื่อยืนยันสิ่งที่ทราบมาแล้ว มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงการทดลองเทคนิควิธีการแลกระบวนการต่างๆให้นักเรียนเกิดความเข้าใจในเนื้อหาวิชาและกระบวนการไปพร้อม ๆ กัน ในการสอนครูต้องพิจารณาว่าจะสอนแบบสาธิตแบบบอกความรู้ ที่ครูพยายามแนะนำบอกความรู้ให้นักเรียน หรือสอนแบบสาธิตแบบการค้นพบ ที่ครูพยายามให้นักเรียนค้นพบคำตอบด้วยตนเอง

3.4 การสอนแบบทดลอง (Experimental method)

การทดลองกับการปฏิบัติงานในห้องปฏิบัติการว่ามีความหมายใกล้เคียงกัน การทดลองส่วนใหญ่ที่นักเรียนทำเป็นส่วนหนึ่งของการปฏิบัติงาน และการปฏิบัติงานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการทดลอง เป็นการจัดประสบการณ์ในการทำงานให้นักเรียนตามขั้นตอนของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน คือขั้นกำหนดปัญหา ขั้นตั้งสมมติฐาน ขั้นทดลองและสังเกต และขั้นสรุปผลการทดลอง

3.5 การสอนแบบบรรยาย (Lecture method)

การสอนแบบบรรยายว่า เป็นวิธีสอนที่ครูถ่ายทอดความรู้จำนวนมากแก่นักเรียนโดยตรง เป็นวิธีการหนึ่งที่นำเสนอความรู้วิทยาศาสตร์ในลักษณะองค์ความรู้ที่เลือกสรรและจัดลำดับไว้อย่างดี การดำเนินการอาจแบ่งได้เป็น 4 ตอน คือ การกล่าวนำ ตัวเนื้อเรื่อง การสรุปย่อระหว่างนำเสนอ และการสรุปการบรรยาย

3.6 การสอนแบบอภิปราย (Discussion method)

การสอนแบบอภิปรายว่า เป็นการแลกเปลี่ยนความคิดเห็นซึ่งกันและกัน เกี่ยวกับเนื้อหาวิชาความรู้จากความคิดเห็นในแง่มุมต่าง ๆ ของนักเรียนอาจเป็นการอภิปรายระหว่างนักเรียนด้วยกัน หรือการอภิปรายระหว่างครูกับนักเรียน นักเรียนทุกคนมีอิสระที่จะแสดงความคิดเห็นของตน ซึ่งนักเรียนจะต้องมีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเรื่องนั้นก่อนโดยครูทำหน้าที่เป็นผู้นำอภิปราย ต้องไม่สั่งหรือครอบงำความคิดเห็นของนักเรียน การอภิปรายต้องมีความชัดเจน เข้าใจง่าย เน้นหรือขยายความรู้ที่ได้เรียนมาแล้วให้กว้างขวางออกไป ดังนั้นการอภิปรายจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการสอนวิทยาศาสตร์ เป็นการกระตุ้นให้นักเรียนต้องคิดแก้ปัญหาหรือหาข้อยุติ การอภิปรายอาจสอดแทรกอยู่ในวิธีการสอนอื่น ๆ ได้ เช่น การสอนแบบบรรยายการสอนแบบสาธิต การสอนแบบทดลอง การสอนแบบสืบเสาะหาความรู้ และการสอนแบบค้นพบ

3.7 การสอนแบบพูดถามตอบ (Recitation method)

การสอนแบบพูดถามตอบ เป็นการสอนที่ใช้คำถามคำตอบ โดยครูเป็นผู้ถามคำถามและนักเรียนเป็นผู้ตอบคำถามตามพื้นฐานความรู้ที่นักเรียนได้อ่านจากหนังสือเรียน หรือหนังสืออื่นที่ได้รับมอบหมายให้อ่าน หรือสิ่งที่ครูได้นำเสนอในระหว่างการบรรยาย การสาธิต หรือกิจกรรมอื่นในการสอนแบบพูดถามตอบ ครูควรอธิบายให้นักเรียนทราบถึงวัตถุประสงค์ของการสอนแบบนี้ว่าเป็นการให้ข้อมูลป้อนกลับแก่ครู ซึ่งครูจะได้ใช้ข้อมูลเหล่านี้ในการขยายความและอธิบายเพิ่มเติมแก่นักเรียน สิ่งที่สำคัญที่สุดในการสอนแบบพูดถามตอบเพื่อให้ได้ผลดีที่ควรคำนึงถึงคือชนิดของคำถาม โครงสร้างของคำถาม และขั้นตอนที่จะถามในระหว่างการสอน (ภพ เลาหไพบูลย์, 2542:181)

จากการศึกษาเกี่ยวกับวิธีสอนวิทยาศาสตร์พบว่ามีอยู่หลายวิธี ในการจัดการเรียนการสอนครูผู้สอนวิทยาศาสตร์ควรเลือกวิธีสอน หรือกิจกรรมที่เน้นให้นักเรียนมีประสบการณ์ด้วยตนเองมากที่สุด

1.4 รูปแบบการสอนที่เหมาะสมกับฟิสิกส์

บทบาทครู P = planning Design กิจกรรม KPA

CN ปฏิบัติกิจกรรมตามการออกแบบ

AN เกณฑ์การประเมิน

S = Strategy CN ตัดสินใจปฏิบัติตาม Design

DRU กระบวนการวิทยาศาสตร์

SN กลวิธีในการเรียนรู้

N = Need for Leaning SN ตรวจสอบตาม Design

ทบทวน ตรวจสอบตนเอง

AN ตรวจสอบการปฏิบัติกิจกรรม

บทบาทนักเรียน P = Process Leaning เกิดกระบวนการเรียนรู้

S = SL เลือกรับกิจกรรมการเรียนรู้

2. ออกแบบและพัฒนารูปแบบ

2.1 (ตาราง15 สัปดาห์ )

สัปดาห์ที่	สาระการเรียนรู้/เรื่องที่จะเรียนรู้	กิจกรรมการเรียนรู้
1	-การปฐมนิเทศ -ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับรูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์	-แจกโครงสร้างการสอนพร้อมทั้งชี้แจงรายละเอียด
2	ความหมายของการพัฒนารูปแบบการสอนวิทยาศาสตร์	-บรรยาย -ทำบล็อก
3	รูปแบบการสอนเพื่อพัฒนาสติปัญญา	-บรรยาย
4	ทักษะกระบวนการทางวิทยาศาสตร์	-บรรยาย
5	Big 3P	-บรรยาย
6	SU Model	-บรรยาย
7	DRU Model	-บรรยาย
8	รูปแบบการสอนที่เหมาะสมกับการสอนวิชาชีววิทยา	-บรรยาย -ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้
9	รูปแบบการสอนที่เหมาะสมกับการสอนวิชาเคมี	-บรรยาย -ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้
10	รูปแบบการสอนที่เหมาะสมกับการสอนวิชาฟิสิกส์	-บรรยาย -ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้
11	ออกแบบและพัฒนารูปแบบการสอนแบบDRU	-บรรยาย -ออกแบบกิจกรรมการเรียนรู้
12	ทดลองสอนตามรูปแบบการสอนที่พัฒนา	-ทดลองสอน
13	ทดลองสอนตามรูปแบบการสอนที่พัฒนา	-ทดลองสอน
14	สรุปการพัฒนารูปแบบการสอนที่พัฒนาขึ้น	-ทำบล็อก
15	อภิปรายผลการทดลองรูปแบบการสอนที่พัฒนา	-ร่วมกันอภิปรายและนำเสนอ

2.2 รูปแบบการสอนที่พัฒนาขึ้นและรูปแบบการสอนแบบเก่า

รูปแบบ KPA

DRU Model

1. ขั้นสร้างความสนใจ (engagement)

ครูนำเข้าบทเรียนโดยถามคำถามเพื่อกระตุ้นความคิดของนักเรียนเพื่อนำเข้าสู่กิจกรรมเรื่อง ลักษณะของชั้นหน้าตัดดิน ดังนี้

นักเรียนคิดว่าดินมีกี่ชั้น อะไรบ้าง

(แนวคำตอบ : 4 ชั้น ได้แก่ ชั้น O A B C)

แล้วแต่ละชั้นของดินมีส่วนประกอบเหมือนกันหรือไม่ (แนวคำตอบ :ไม่เหมือนกัน )

2. ขั้นสำรวจและค้นหา (exploration)

ให้นักเรียนแบ่ง 6 กลุ่ม กลุ่มละ 5 คน ให้นักเรียนส่งตัวแทนมารับใบงาน เรื่อง ลักษณะของชั้นหน้าตัดดิน จากนั้นให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลจากหนังสือเรียน และสื่อการเรียนที่ครูนำมาประกอบการเรียนการสอน

3. ขั้นอธิบายและลงข้อสรุป (explanation)

ครูให้ผู้แทนนักเรียนแต่ละกลุ่ม นำเสนอผลการทำกิจกรรมหน้าชั้นเรียนเพื่อเปรียบเทียบและตรวจสอบความถูกต้อง

ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับผลการทำกิจกรรม โดยครูถามคำถามหลังทำกิจกรรมดังนี้

ถ้าใช้ความลึกของดินเป็นเกณฑ์ จะสามารถจำแนกดินได้กี่ประเภท อะไรบ้าง( แนวคำตอบ : 2 ประเภทคือดินชั้นบน กับดินชั้นล่าง )

แล้วดินในชั้นใดที่เหมาะแก่การปลูกพืช ( แนวคำตอบ : มีดินชั้นบน เพราะมีฮิวมัสมากกว่า )

4. ขั้นขยายความรู้ (elaboration)

ครูให้นักเรียนออกมาเลือกคำถามจากกล่อง ดินหรรษา เพื่อทดลอบความเข้าใจของนักเรียน โดยให้นักเรียนแต่ละกลุ่มส่งตัวแทนออกมาเลือกหมายเลขคำถามจากกล่องดินหรรษา จากนั้นให้สมาชิกในกลุ่มร่วมกันหาคำตอบ

5. ขั้นประเมิน (evaluation)

การประเมินการเรียนรู้ของผู้เรียน ดังนี้

การประเมินก่อนเรียน

1. คำถามที่ใช้กระตุ้นความคิด

นักเรียนคิดว่าดินมีกี่ชั้น อะไรบ้าง

(แนวคำตอบ : 4 ชั้น ได้แก่ ชั้น O A B C)

การประเมินผลระหว่างการจัดกิจกรรมการเรียนรู้

1. ใบบันทึกผลการทดลอง เรื่อง ลักษณะของชั้นหน้าตัดดิน

2. ประเมินพฤติกรรมการทำงานกลุ่ม และ สังเกตการตอบคำถามของนักเรียนในชั้นเรียน

การประเมินหลังเรียน

1. ครูใช้คำถามทดสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยใช้คำถามดังนี้

ขั้นที่ 1 การวินิจฉัยความต้องการในการเรียนรู้ (Diagnosis of Needs : D)

1.1) ใช้คำถามกระตุ้นความคิดเพื่อให้ผู้เรียนกำหนดจุดมุ่งหมายการเรียนรู้ ดังนี้ ( P )

นักเรียนคิดว่าดินมีกี่ชั้น อะไรบ้าง

(แนวคำตอบ : 4 ชั้น ได้แก่ ชั้น O A B C)

1.2) ใช้คำถามเพื่อให้ผู้เรียนคิด ออกแบบการเรียนรู้ การวางกรอบ การประเมินการเรียนรู้ ดังนี้

ขั้นที่ 2 ขั้นการวิจัยเพื่อกำหนดสิ่งแวดล้อมการเรียนรู้ (Research into identifying effective learning environment: R)

ผู้เรียนออกแบบการเรียนรู้หรือเลือกกลยุทธ์การเรียนรู้ของตนเองที่คาดว่าจะช่วยให้ผู้เรียนประสบความสำเร็จในการเรียนรู้โดยให้ผู้เรียนเลือกว่าจะทำกิจกรรมการเรียนรู้แบบไหนแล้วจัดทำเป็นชิ้นงาน โดยมีตัวเลือกให้ดังนี้ ( S )

-ให้นักเรียนแบ่ง 6 กลุ่ม กลุ่มละ 5 คน ให้นักเรียนส่งตัวแทนมารับใบงาน เรื่อง ลักษณะของชั้นหน้าตัดดิน จากนั้นให้นักเรียนสืบค้นข้อมูลจากหนังสือเรียน และสื่อการเรียนที่ครูนำมาประกอบการเรียนการสอน

- ครูให้ผู้แทนนักเรียนแต่ละกลุ่ม นำเสนอผลการทำกิจกรรมหน้าชั้นเรียนเพื่อเปรียบเทียบและตรวจสอบความถูกต้อง

ขั้นที่ 3 การตรวจสอบทบทวนโดยใช้แนวคิด UDL เพื่อการประเมินการพัฒนาการเรียนรู้ (Universal Design for Learning and Assessment : U)

ให้ผู้เรียนนำเสนอการวิเคราะห์และอภิปรายแลกเปลี่ยนความคิดเห็นซึ่งกันและกันในประเด็นต่อไปนี้ ( N)

- ครูให้นักเรียนร่วมกันอภิปรายและแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับผลการทำกิจกรรม โดยครูถามคำถามหลังทำกิจกรรมดังนี้

แล้วดินในชั้นใดที่เหมาะแก่การปลูกพืช ( แนวคำตอบ : มีดินชั้นบน เพราะมีฮิวมัสมากกว่า ) ครูให้นักเรียนออกมาเลือกคำถามจากกล่อง ดินหรรษา เพื่อทดสอบความเข้าใจของนักเรียน โดยให้นักเรียนแต่ละกลุ่มส่งตัวแทนออกมาเลือกหมายเลขคำถามจากกล่องดินหรรษา จากนั้นให้สมาชิกในกลุ่มร่วมกันหาคำตอบ

การประเมินหลังเรียน

1. ครูใช้คำถามทดสอบความเข้าใจของนักเรียนโดยใช้คำถามดังนี้

วันพุธที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2560